Črevné baktérie spolupracujú pri prekonávaní potravinových nedostatkov
Nové črevné baktérie sa navzájom podporujú pri prekonávaní potravinových nedostatkov, zmene správania hostiteľa a zlepšení reprodukcie, ukazujú nové štúdie.
Na analýzu toho, ako mikrobióm ovplyvňuje správanie hostiteľa, použila skupina vedcov z Champalimaudovho centra neznámych v Lisabone štúdiu octových komárov v spojení s technologicky vyspelými nástrojmi, aby preukázala, že diétu si zakladajú dve dobré črevné baktérie. krížovo metabolický, ktorý im umožňuje rásť a rozvíjať sa, aj keď má hostiteľské telo stravu bez výživných látok nevyhnutných pre ich vývoj, ktorá im tiež umožňuje meniť hostiteľský rozhodovací proces, píše doc.ro.
Mikrobióm, odolný voči poruchám stravovania
Výsledky odhaľujú mechanizmus, pomocou ktorého môže správna kombinácia baktérií viesť k odolnosti mikrobiómu voči poruchám spôsobeným stravovaním a zmenám v mozgových funkciách.
Vyvážený príjem esenciálnych aminokyselín je zásadný pre zaistenie pohody a zdravia všetkých zvierat. Esenciálne aminokyseliny sú základnými prvkami bielkovín, majú však tiež vplyv na to, koľko môžu mať potomkovia a čo sa tieto zvieratá rozhodnú jesť. Je zaujímavé, že autori tejto štúdie už skôr preukázali, že mikrobióm hrá dôležitú úlohu pri určovaní toho, ako aminokyseliny ovplyvňujú mozog.
Najdivnejšie na nich bolo, že baktérie môžu ovplyvňovať rozhodnutia hostiteľského organizmu iba vtedy, ak sú prítomné v špecifických kombináciách. Je známe, že mikrobióm často obsahuje mnoho rôznych druhov baktérií, ale prečo sú potrebné rôzne druhy baktérií na ovplyvnenie funkcií mozgu a zmenu fyziológie hostiteľa, zostáva záhadou.
Výskumný tím sa preto pustil do riešenia tejto záhady. Štúdium toho, ako baktérie ovplyvňujú fyziológiu hostiteľského organizmu, je skutočnou výzvou pre organizmy, ktoré majú veľmi zložitý mikrobióm. Ale octové komáre majú jednoduchší mikrobióm, čo z nich robí dobrých kandidátov na analýzu. Vedci tak boli schopní presne preskúmať mechanizmy, ktoré používala mikrobiota na zmenu rozhodnutí hostiteľa o kŕmení.
Autori tejto štúdie predtým zistili, že muchy zbavené esenciálnych aminokyselín majú silnú chuť na potraviny bohaté na bielkoviny. Avšak v prípade múch, ktoré boli spájané s dvoma baktériami, ktoré sa v mikrobióme vyskytujú veľmi hojne (Acetobacter pomorum a Lactobacillus), bola ich preferencia bielkovín drasticky znížená a radšej konzumovali cukor.
Vedci tvrdia, že hlavným cieľom tejto štúdie bolo pochopiť, prečo musia byť tieto dve špecifické baktérie prítomné, aby sa zmenilo kŕmenie muchy.
Práca niekoľkých skupín skúmajúcich mikrobiómy ukázala, že je zvyčajne potrebné, aby spoločenstvo baktérií, a nie izolované baktérie, ovplyvňovalo správanie hostiteľa - a je to pravdepodobne kvôli špecifickým látkam, ktoré baktérie používajú. produkujú: takzvané metabolity. Preto sa tím zameral na meranie zavedených metabolických interakcií medzi baktériami v mikrobióme a na mapovanie toho, ako konkrétne baktérie a ich metabolity ovplyvňujú hostiteľa.
Spolupráca medzi nimi umožňuje množenie dobrých baktérií
Na riešenie týchto problémov autori uskutočnili sériu experimentov. Na sledovanie výberu potravy múch využili vedci senzor vyvinutý v laboratóriu - flyPAD - a pomocou neho podrobne zmerali individuálny vzorec kŕmenia múch.
Potom pomocou bakteriálnych mutantov pochopili vplyv špecifických funkcií bakteriálnych buniek na správanie hostiteľa. Spolu s spolupracovníkmi z univerzity v Glasgowe použili vedci v Lisabone tiež sofistikovanú techniku, ktorá im umožnila sledovať metabolity, ktoré sa vymieňali medzi týmito dvoma rôznymi baktériami.
Vedci tvrdia, že zistili, že tieto dve baktérie si vymieňajú metabolity a že toto krížové kŕmenie (syntrofia) im umožňuje rásť a pôsobiť na hostiteľa, aj keď jeho strava neobsahuje základné výživné látky.
Vedci konkrétne pochopili, že kmene Lactobacillus produkujú laktát, ktorý používajú kmene Acetobacter na syntézu aminokyselín a ďalších metabolitov. Potom ich používa kmeň Lactobacillus, ktorý ich nemôže syntetizovať, aby mohli naďalej produkovať mlieko.
Navyše tieto bakteriálne aminokyseliny hostiteľ najpravdepodobnejšie používa na produkciu vajíčok. Najdôležitejšie však je, že táto štúdia zistila, že laktát používajú baktérie Acetobacter tiež na zmenu správania múch.
Vytvorením tohto vzťahu krížového kŕmenia sa bakteriálna komunita stáva odolnou voči drastickým zmenám stravovania, čo im umožňuje rásť v črevách hostiteľov, ktorí prijímajú potraviny bez výživných látok nevyhnutných pre ich prežitie.
Je dokázané, že strava, ktorú máme, tvrdí výskumníci, ovplyvňuje tak mikrobióm, ako aj náš mozog. Prvkom, ktorý komplikuje veci, je mikrobióm, ktorý zase ovplyvňuje to, ako na nás strava vplýva a čo sa rozhodujeme jesť. Ale kombináciou správnych technológií so správnym experimentálnym systémom sa môžeme ponoriť do mechanizmov, pomocou ktorých mikrobióm interaguje s našou stravou a ovplyvňuje naše mozgy a telá.
Táto štúdia ukázala, že vďaka správnym asociáciám medzi baktériami môže byť mikrobióm odolný voči poruchám stravovania, čo vysvetľuje, prečo môžu byť niektoré zvieratá a niektorí ľudia citlivejší na obsah výživných látok v potravinách ako ostatní. Je to tiež zaujímavý príklad toho, ako príroda zakladá obehové ekonomiky, v ktorých sa nič neplytvá a ktoré musia získať všetky zúčastnené strany.
Na záver je táto štúdia dôležitým príkladom toho, ako možno modelové organizmy použiť na objasnenie vplyvu stravy na mikrobióm a na pochopenie jednotlivých príspevkov črevných bakteriálnych druhov k funkcii a správaniu mozgu.
Metodiky použité v tejto štúdii umožnia vedcom identifikovať všetky zavedené metabolické interakcie medzi baktériami a umožnia pochopiť presné mechanizmy zodpovedné za zmenu toho, čo sa hostitelia rozhodnú jesť, a funkcie mozgu. Tieto informácie sa potom môžu použiť pri hľadaní podobných mechanizmov u zvierat so zložitejšími mikrobiómami vrátane ľudí. Dobré baktérie sa dajú množiť pomocou probiotických potravinových doplnkov, ako je napríklad Lactobacillus.